ODPADY PRZEMYSŁOWE.pdf

ODPADY PRZEMYSŁOWE

Wprowadzenie

Odpady (def) stanowią zagrożenie dla wszystkich komponentów środowiska, powierzchni

ziemi, hydrosfery, biosfery i atmosfery. Zagrożenia te zasadniczo występują we wszystkich

fazach gospodarki odpadami, tj. w czasie ich wytwarzania i gromadzenia (def) , ich transportu,

utylizacji i unieszkodliwiania (def) , jak również w czasie ich składowania (def) . Racjonalna

gospodarka odpadami należy do priorytetowych kierunków szeroko rozumianej ochrony

środowiska, nie tylko w państwach wysoko rozwiniętych, ale także w wielu innych, m.in. w

Polsce. Ważnym etapem na drodze do całkowitego uporządkowania problemu racjonalnego

zarządzania i gospodarowania odpadami jest przyjęta z dnia 27 kwietnia 2001 r. ustawa o

odpadach (dz. U. Z dnia 20 czerwca 2001 r.). Ustawa ta wprowadziła klasyfikację odpadów

( tabela 1 ) opartą na Europejskim Katalogu Odpadów wraz z listą odpadów niebezpiecznych

(def) ( KATALOG ) (Roz. Ministra Środ. z dn. 27 września 2001 r. w sprawie katalogu odpadów).

Listę odpadów niebezpiecznych ustalono poprzez oznakowanie odpadów niebezpiecznych w

ww. katalogu odpadów indeksem górnym w postaci gwiazdki „*” przy kodzie rodzaju odpadu.

Ustawa ta ułatwia pozyskiwanie danych o odpadach, poprzez nałożenie obowiązku

prowadzenia ewidencji zarówno przez wytwarzającego jak i odbiorcę odpadów (def) ( rys. 1 ).

Odpady przemysłowe stanowią ponad 90 % całkowitej ilości odpadów wytwarzanych w

Polsce; w 1999 roku ilość wytworzonych odpadów przemysłowych ( tabela 2 , rysunek 2 )

wynosiła 126,3 mln Mg, z czego odpady górnicze z kopalń i zakładów przeróbczych stanowiły

ok. 50 mln Mg. Ponad 80 % ilości odpadów przemysłowych w Polsce wytwarzanych jest przez

przemysł wydobywczy, głównie górniczy, oraz przemysł energetyczny i hutniczy ( tabela 3 ,

rysunek 3 ). Dlatego też w województwach: śląskim, dolnośląskim i małopolskim, w których

zlokalizowany jest przemysł wydobywczy, metalurgiczny i energetyczny, wytwarzana jest

największa ilość odpadów ( rysunek 4 ).

Z wytworzonej w 1998 roku ilości odpadów, 68,9 % zostało wykorzystane, 0,6 %

unieszkodliwione (def) i 30,5 % składowane (def) ( rysunek 5 ). Ilość wytwarzanych odpadów

niebezpiecznych (def) w ostatnich latach wyraźnie (ok. 5-krotnie) się zmniejszyła ( rysunek 6 ), a

największa ich ilość generowana jest w województwie małopolskim ( rysunek 7 ).

Rodzaj i ilość wytwarzanych odpadów zależy od typu surowców i stosowanej technologii

produkcji, postępu technicznego, konsumpcji dóbr materialnych oraz kultury i etyki ekologicznej.

Każdy nie zagospodarowany i nie mający określonego przeznaczenia produkt (surowiec,

materiał, produkt finalny) nabywa właściwości odpadu. Każdy odpad staje się surowcem lub

materiałem z chwilą jego zagospodarowania lub przeznaczenia do zagospodarowania (patrz

Definicje) .

Dla pełnej charakterystyki odpadów koniecznym jest określenie:

1. źródeł, warunków i wielkości wytwarzanych odpadów,

2. pełnej charakterystyki właściwości fizyko-chemicznych i biologicznych,

3. toksykologicznego zagrożenia dla środowiska,

4. możliwości utylizacji odpadów z uwzględnieniem warunków technologicznych i

ekonomicznych,

5. sposobów przetwarzania odpadów w formie nie zagrażającej środowisku,

6. geologiczno-technicznych uwarunkowań składowania odpadów.

II.

Klasyfikacja odpadów

Klasyfikacja odpadów może być różna i zależy ona od kryterium przyjętego spośród wielu, a

mianowicie: źródło ich powstawania, skład i właściwości fizyko-chemiczne i biologiczne,

masowość wytwarzania i ich użyteczność, szkodliwość dla środowiska.

Przyjmując jako kryterium źródło ich powstawania odpady podzielono na 20 grup ( tabela 1 ):

Grupa - ujmuje odpady o wspólnym pochodzeniu i wynikających stąd właściwościach.

Podgrupa - ujmuje odpady bliskie pod względem głównego(-ych) składnika (-ów) i właściwości.

Rodzaj - odpadu, któremu przypisano odpowiedni kod sześciocyfrowy, określa specyficzne właściwości odpadu.

Katalog odpadów stanowi załącznik ( KATALOG ) do Rozporządzenia Ministra Środowiska

z dnia 27 września 2001 r. (Dz.U. Nr 112, poz. 1206). W wymienionych grupach wyróżnia się

podgrupy oraz rodzaje odpadów, a każda z nich posiada odpowiedni kod. Lista odpadów

niebezpiecznych ustalona została poprzez oznakowanie odpadów niebezpiecznych w katalogu

odpadów indeksem górnym „*” przy kodzie rodzaju odpadów

Spośród wymienionych 20 grup odpadów ( tabela 1 ), scharakteryzowane zostaną te, które

wytwarzane są w przemyśle chemicznym, wydobywczym i przetwórstwie surowców

mineralnych, ze szczególnym uwzględnieniem wybranych odpadów niebezpiecznych. Składniki

odpadów, które kwalifikują je jako odpady niebezpieczne zamieszczono w ( tabeli 4) .

Literatura wykorzystana

[1] Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach.(Dz.U.01.62.628 z dn. 20 czerwca 2001 r.).

[2] Jednolita klasyfikacja odpadów. Aleksandrowicz A., Borkiewicz j., Kempka E., Mieczkowska E., Morgen-Lewińska

E., Polkowski J., Sieja L., Siuta J., Szpadt R., Wasiak G., Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 1993.

[3] Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 r. (Dz.U. Nr 112, poz. 1206).

[5] GUS Ochrona Środowiska, 2000.

III. Odpady Przemysłu Miedziowego wytwarzane przy eksploatacji i przeróbce

rud miedzi w KGHM Polska Miedź S.A.

III.1. Wprowadzenie

Z produkowanej całkowitej ilości miedzi w Europie, ok. 30 % przypada na Polskę. W Polsce

jedynym przedsiębiorstwem zajmującym się wydobyciem i przetwórstwem rud miedzi, a

równocześnie jednym z największych w kraju jest KGHM Polska Miedź S.A. Należą do niego

trzy kopalnie (Polkowice, Lubin, Rudna), zakłady przeróbcze rud i trzy huty miedzi (Głogów,

Legnica, Cedynia) o łącznej produkcji ponad 400 tys. Mg miedzi elektrolitycznej rocznie.

Eksploatacja rud miedzi, jej przeróbka i proces hutniczy powodują, że wytwarzane są duże

ilości odpadów zarówno stałych jak i ciekłych, a także gazowych ( rysunek 8 ); które generują

wysokie koszty środowiskowe. Koszty odprowadzania odpadów do środowiska mają tendencję

systematycznego wzrostu, przy czym największy dotyczy opłat za składowanie odpadów

stałych ( rysunek 9 ) .

W KGHM Polska Miedź wytwarzanych jest 95 rodzajów odpadów należących do 12 grup:

01, 03, 06, 08, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 19 ( tabela 5 , rysunek 10 i 11 ), w tym wiele odpadów

niebezpiecznych ( tabela 6 , patrz KATALOG ), m.in., kwas siarkowy, żużle i szlamy

ołowionośne. Ilość wytwarzanych odpadów rocznie to ponad 25 milionów Mg, z czego odpady

niebezpieczne stanowią 0.4 %. Ponad 78 % wytwarzanych odpadów jest składowana, ok. 20 %

wykorzystywana gospodarczo ( rysunek 12 ).

Wytwarzane w przemyśle miedziowym odpady można podzielić na:

• specyficzne : skała płonna z robót górniczych oraz odpady flotacyjne, żużle szybowe,

żużle granulowane, pyły ołowionośne, żużle z pieców Doerschla, szlamy ołowionośne.

• niespecyficzne : popioły i żużle z elektrociepłowni, osady z oczyszczalni ścieków,

odpady ceramiczne i budowlane, masy formierskie, złom żelazny, zużyte wykładziny

gumowe, miazga drzewna, makulatura, zużyte oleje i in.

III.2.

Charakterystyka odpadów i ich zagospodarowanie

Z całkowitej ilości wytwarzanych odpadów istotne znaczenie mają te, które powstają

podczas kolejnych procesów oddzielania materiału użytecznego z wydobytego surowca na

poszczególnych etapach głównego ciągu technologicznego.

IIII.2.1.Odpady flotacyjne (kod 010380 ∗ )

Odpady flotacyjne są dominującym rodzajem odpadów wytwarzanych w KGHM w procesie

flotacyjnego wzbogacania rud miedzi i stanowią one około 94 % masy wytwarzanych odpadów.

Są to odpady mineralne (bardzo rozdrobniona skała płonna), obojętne dla środowiska,

nieszkodliwe dla zdrowia. Odpady te wytwarzane są w ilości około 24 milionów Mg/rok i

deponowane są na składowisku „Żelazny Most”, o powierzchni około 15 km 2 i pojemności 350

milionów m 3 . Składowisko to należy do największych tego typu obiektów hydrotechnicznych na

świecie, zlokalizowanych w rejonie o bogatej infrastrukturze powierzchni i dużym zaludnieniu.

Do tej pory na składowiskach przemysłu miedziowego zdeponowano ponad 500 milionów Mg

tych odpadów.

Skład granulometryczny.

W składzie granulometrycznym odpadów wytwarzanych z rudy piaskowcowej przeważa

frakcja ziarnowa poniżej 0.06 mm, której udział waha się w granicach 62 – 66 %, natomiast

ilość grubszej frakcji ziarnowej powyżej 0.2 mm wynosi ok. 8 %. Odpady węglanowe są bardziej

drobnoziarniste, a udział wymienionych frakcji ziarnowych wynosi odpowiednio 90 % i ok. 3 %.

Właściwości chemiczne i mineralogiczne

Proces flotacji polega na odzyskaniu z rudy przede wszystkim minerałów miedzi oraz

innych minerałów siarczkowych, które charakteryzują się wystarczająco wysoką flotowalnością.

Zawartość tych minerałów w rudzie jest stosunkowo niska, stąd odpady flotacyjne zarówno pod

względem składu chemicznego ( tabela 7 ), j ak i mineralogiczno-petrograficznego zbliżone są do

surowca poddawanego procesowi flotacji.

Skład chemiczny i mineralogiczny odpadów flotacyjnych

Skład chemiczny mineralogiczny odpadów flotacyjnych zależy od typu rudy. W odpadach powstałych w

wyniku procesu flotacji rudy piaskowcowej (ZWR „Rudna” i „Lubin”) przeważa kwarc – 44.4 %, a w

mniejszej ilości występują minerały węglanowe tj. dolomit – 29.9 % i kalcyt – 7.7 %. Odpady

piaskowcowe zawierają około: 50 % SiO 2 , 13 % CaO i 5 % MgO, natomiast drobnoziarniste odpady

węglanowe (ZWR Polkowice) zawierają około 24 % CaO, 20 % SiO 2 i powyżej 5 % MgO ( tabela 7 ).

W wyniku flotacji rudy węglanowej (ZWR „Polkowice”) w odpadach flotacyjnych przeważają węglany,

a mniej jest kwarcu. Odpady flotacyjne z uwagi na swój skład tj. kwarc – węglany –

krzemiany/glinokrzemiany

należą do stosunkowo mało uciążliwych dla środowiska. Obecność węglanów wpływa na ich dobre

zdolności buforowe, stąd ich lekko zasadowy charakter; pH zmienia się od 7.5 do 8.5. Odpady te

zawierają również pewne ilości metali ciężkich , które występują głównie w formie prostych lub

mieszanych siarczków.

Miedź występuje w formie:

• chalkozynu – Cu 2 S,

• bornitu - Cu 5 FeS 4 ,

• chalkopirytu – CuFeS 2 ,

• kowelinu – CuS.

Ołów występuje głównie w postaci galeny – PbS, a cynk i nikiel w formie siarczków oraz krzemianów.

Odpady flotacyjne zawierają pewne ilości pierwiastków śladowych ( tabela 7 ):

• 0.10 – 0.21 % Cu

• 0,013 – 0.030 % Pb

• 0.53 – 0.86 % Fe

• 10 -5 – 10 -3 % As, Cd, Zn, Ni, Mo i V.

Pomiary zawartości 226 Ra i 228 Th wykazały ich średnie stężenie odpowiednio 46 i 12 Bq/kg, co jest

porównywalne z ilością tych pierwiastków w glebach Polski i świata.

Możliwości gospodarczego wykorzystania odpadów flotacyjnych

Rozbudowa składowiska „Żelazny Most”.

Wytwarzane odpady flotacyjne, głównie tj. ok. 65 % wykorzystywane są do rozbudowy

składowiska „Żelazny Most”. Frakcja gruboziarnista wykorzystywana jest do nadbudowy zapór

składowiska. W ostatnich latach najdrobniejszą frakcję odpadów stosuje się do uszczelniania

dna składowiska. W ciągu roku w strefie akwenu z drobnoziarnistych odpadów,

doprowadzanych w głąb czaszy składowiska systemem hydrotransportu, osadza się warstwa o

miąższości ok. 1,0 m, na powierzchni od 600 do 800 ha. Do uszczelniania dna dodatkowo

stosowana jest najdrobniejsza frakcja ziarnowa odpadów z rud piaskowcowych, osadzająca się

na obrzeżu plaż i w akwenie. Dzięki uszczelnianiu czaszy w dużym stopniu zredukować można

proces infiltracji zmineralizowanych wód nadosadowych w podłoże składowiska, co zapobiega

zanieczyszczaniu wód podziemnych oraz niekorzystnym zmianom stosunków wodnych w

otaczających glebach. Ten sposób wykorzystywania odpadów flotacyjnych powoduje, że ich

ilość gromadzona na powierzchni stale wzrasta.

Oddziaływanie na środowisko.

Testy wymywania wskazują, że zawarte w odpadach metale ciężkie występują raczej w

mało mobilnych formach, stąd ich przenikanie do wód podziemnych jest niewielkie. Istnieje

jednak problem zanieczyszczania gleb wokół zbiornika odpadów. Obszerne plaże, suchych,

drobnoziarnistych odpadów sprzyjają przenoszeniu frakcji pylastej, zawierającej metale ciężkie i

krzemionkę. Obserwowane „burze pyłowe” znad zbiornika mogą przy silnych wiatrach (10 – 15

m/s) osiągać wysokość kilkuset m nad poziomem zbiornika i zasięg do 8 km. Przeprowadzone

badania wykazały, że otaczające składowisko gleby zawierają podwyższone ilości miedzi i

ołowiu oraz selenu, manganu, kadmu i cynku, te ostatnie w ilościach nie koniecznie

wskazujących na pochodzenie ze zbiornika.

Zastosowanie w budownictwie.

Skład chemiczny odpadów flotacyjnych, w których przeważają tlenki SiO 2 i CaO zachęca

do ich wykorzystania w budownictwie. Prowadzone od wielu lat badania wykazały brak

opłacalności ich wykorzystania m.in. do produkcji cementu, kruszyw porowatych, betonu

komórkowego czy pianobetonu. Pomimo, iż na wykorzystanie odpadów flotacyjnych w

budownictwie uzyskano atest Instytutu Techniki Budowlanej w Warszawie, to możliwość

wykorzystania tylko kilkuset ton odpadów rocznie stanowi o nieopłacalności tych przedsięwzięć.

Produkcja betonitów górniczych i betonu .

Jednym z istotnych zastosowań była próba wykorzystania odpadów flotacyjnych w

mieszaninie z popiołami z elektrociepłowni, do produkcji nowego materiału budowlanego tj. do

wyrobu tzw. betonitów górniczych . Są one bowiem tańsze, oraz o ok. 30 % lżejsze od

tradycyjnych wyrobów ze żwirobetonu, przy podobnych parametrach wytrzymałościowych, stąd

znacznie łatwiejsza budowa konstrukcji górniczych. Odpady te mogą być także wykorzystywane

do produkcji betonu ciężkiego , zmniejszając jego porowatość.

Budownictwo drogowe.

Wydaje się, że w związku z szerokim programem budowy dróg szybkiego ruchu i

autostrad, może to być ważny kierunek zagospodarowania znaczących ilości odpadów

flotacyjnych. Badania prowadzone od wielu lat wskazują, że odpady te mogą być wykorzystane

do produkcji mączki mineralnej – składnika mas bitumicznych stosowanych w budownictwie

drogowym . Wadą tego procesu jest konieczność suszenia odpadów o wysokiej wilgotności.

Trwałość nawierzchni zbudowanych z takiego materiału jest większa niż dla tradycyjnie

produkowanych mączek - głównie z drobnoziarnistych skał wapiennych (dolomit, anhydryt) czy

magmowych (granit, sjenit, dioryt, bazalt). Możliwości wykorzystania odpadów flotacyjnych w

drogownictwie wraz z ilościowym zapotrzebowaniem przedstawiono w ( tabeli 8 ).

Neutralizacja odpadowego kwasu siarkowego .

Odpady flotacyjne mogą być wykorzystywane do neutralizacji odpadowego kwasu

siarkowego, powstającego jako produkt uboczny w hutnictwie miedzi. Próbne badania

wykazały, że do tego celu nadają się najlepiej odpady ZWR Polkowice, zawierające

podwyższoną ilości minerałów węglanowych. Odpady te mogą zastąpić tradycyjną metodę

neutralizowania wapnem wytwarzanych kwasów.

Zastosowanie w górnictwie .

Odpady flotacyjne mogą być wykorzystane w niektórych technologiach górniczych: (1)

doszczelniania zrobów zwałowych, (2) podsadzania pustki poeksploatacyjnej oraz (3)

technologii lityfikacji.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: